PWM Signal glätten bzw. in Gleichspannung umwandeln

[Stefan G. (Gast)]

Ich habe hier ein Problem mit meiner Ventilansteuerung. Ich habe hier
ein Ventil, daß abweichend von den "normalen" Ventilen nicht mit
einer Spule, sondern piezoelektrisch funktioniert (3,5 uF). Der Vorteil
ist, daß es nahezu verschleißfrei arbeitet, jedoch hat es auch ein
komplett anderes elektrisches Verhalten.
Bisher habe ich meine Ventile immer mit einer PWM angesteuert (3,6
kHz),  nur scheint es hierbei Probleme zu geben. Wenn die Spannung auf
0 geht, wird das Ventil seine Ladung über einen parallel geschalteten
Widerstand los.
Ich möchte nun mal mein PWM (40V, 0V) Signal glätten, d.h. wenn ich
eine Pulsbreite von 50% draufgebe, möchte ich 20 Volt rausbekommen.
Kann mir jemand sagen, wie ich so eine Schaltung realisiere?
Gruß,
Stefan

[Thomas O. (Gast)]

Hallo,

einfach einen Kondensator parallel aufs PWM Signal mit drauf schaltet
dadurch wird die Spannung geglättet.

Bei einem normalen Taktventil funktioniert das ganze nicht immer , da
es halt z.B. 12Volt braucht und mit 6V nicht funktioniert. Mit 12V 50%
PWM funktioniert es aber.

[Michael (Gast)]

Den Vorschlag von Thomas verstehe ich zwar nicht so richtig (sprachlich
und technisch), aber mit einem dicken Draht parallel zum Piezo-Ventil
bekommt man auch eine ganz glatte Spannung: immer 0V. Klappt bei 6V,
bei 12V und bei jedem Tastverhältnis. Wenn sich doch noch eine Spannung
nachweisen läßt: dickeren Draht nehmen.

Etwas konstruktiver: eine Drossel in Reihe vom PWM-Ausgang zum Ventil
schalten ergibt einen LC-Tiefpass. Dimensionierung siehe:
Tietze-Schenk-Halbleiterschaltungstechnik (o.ä.). Schätzwert ohne
gerechnet zu haben: viele mH.

[Thomas O. (Gast)]

Hallo,

ich meinte einen Kondensator parallel zum Taktventil.
Eine Spule bildet ja einen 6db/Oktave Tiefpass. Was würde das aber
bringen es wäre nur die Frequenz des Signals niedriger. Ich würde einen
Kondensator reinmachen, aber wozu brauchst du das ganze da bei 40V 50%
eh 20 Volt rauskommen und es dem Gerät wurscht ist ob es pulsiert oder
nicht. Also bei 40V 50% lädt sich der Kondensator mit 20V auf und gibt
diese in diesem Moment wieder ab in dem die Spannung gerade wieder auf
0V ist dadurch ist das pulsieren weg. Die Spule filtert je nach H-Wert
ab einer gewissen Fequenz alles raus. Aber du hast ja nur eine
Frequenz, das wird ja nur bei Frequenzweichen so gemacht da das analoge
Signal viele Frequnzen überlagert hat, das digitale Signal bei PWM aber
nicht da gibt es nur eine Frequenz.

[Arvid Teichtmann (Gast)]

Aua, aua, das ist aber ziemlich böse Elektrotechnik:

> Eine Spule bildet ja einen 6db/Oktave Tiefpass.
> Was würde das aber bringen es wäre nur die
> Frequenz des Signals niedriger.
...falsch, seit wann ändert sich denn die Frequenz in einem passiven
System?

> Die Spule filtert je nach H-Wert
> ab einer gewissen Fequenz alles raus.
..falsch, ideale Filter gibt es nur in der Theorie.

> Aber du hast ja nur eine Frequenz, das wird ja nur bei
> Frequenzweichen so gemacht da das analoge
> Signal viele Frequnzen überlagert hat,
> das digitale Signal bei PWM aber
> nicht da gibt es nur eine Frequenz.
...falsch, schon Mal was von Fourier-Reihen gehört?


Arvid

[Thomas O. (Gast)]

Hallo,

ok habe jetzt einige male daneben gelangt aber Fakt ist doch das bei
einer fixen Frequenz eine Spule nicht hilf da sie ab einer bestimmten
Frequenz steigend alles(immer mehr) rausfilter, aber was soll den da
rausgefiltert werden was nicht ist. Entweder man filtert über dieser
Frequenz oder drunter und löscht das Siganl aus. Natürlich ist es in
der Praxis etwas anderst siehe Dämpfung pro
Oktave(Frequenzhalbierung/-verdopplung).

Habe noch nichts von Fourier-Reihen gehöhrt, meinst du vielleicht
Oberwellen diese machen nämlich den Unterschied zwischen denn einzelnen
Instrumenten, obwohl beide mit gleicher Frequenz schwingen klingen sie
trotzdem anderst.

Aber 100% Fakt ist das er mit einem Kondensator die Spannung glätten
kann, da ich es auch so mache und das Ergebniss am Oszi überprüfen
kann, auch wenn ich kein Elektriker bin.

[Oliver (Gast)]

Oh man,
wenn ich eine Drossel in Reihe zum Piezo schalte, glätte ich den Strom.
Kondi parallel -> Spannung wird geglättet. Deshalb ist es am besten,
wenn man den Kondi parallel zur Spule und Piezo legt.

Die Frequez des Erzeugersystems ändert sich natürlich nicht, allerdings
ist das Frequenzspektrum am Verbraucher durch den Filter
selbstverständlich gedämpft, das ist ja gerade der Sinn. Um jetzt auch
mal ein Buchtip loszu werden (Fliege, Systemtheorie) :-)

Gruß Oliver

[Moses (Gast)]

Moin,

hab über die Suchfunktion diesen alten Beitrag gefunden und zwei Fragen 
dazu:

1.: Was für einen Kondensator nehmt ihr da? Elko?
2.: Bei PWM zwischen 0 V und 5 V, wie viele uF sollte er haben?

Vielen Dank für eure Hilfe.

Moses

[Markus H. (cairol)]

Hier http://www.mikrocontroller.net/articles/Pulsweitenmodulation kannts 
du nachlesen wie man den Ripple berechnet.
(und anderes).

Musst selber wissen wieviel Schwankung noch ok ist und wie langsam die 
Freq. am Ausgang werden darf.

[Markus H. (cairol)]

Zusatz: Grenzfrequenz von wenigen zig Herz oder noch tiefer sind hier 
denkbar.
Du musst die effektive Ausgangsspannung ja sicher nicht alle paar 
Millisekunden messen, oder?

Je glatter du es haben willst, desto größer wird dein Kondensator 
ausfallen.
Einen ELKO wirst du da schon brauchen.

Zur Berechnung der Grenzfrequenz: 
http://www.mikrocontroller.net/articles/Filter

Je nach dem was du an den Ausgang dieses Filters hängen willst, musst du 
dann entscheiden ob ein RC-Glied reicht, oder ob du besser ein LC-Glied 
nimmst.

[T. C. (tripplex)]

Ab einen gewissen Dimensionierungen macht ein RC Glied kein Sinn mehr.
1Mohm und 1µF oder 1k 1000µF.

Um ein solch einen Tiefpass zu berechnen musst du deine PWM Freqeunz
festlegen, und deinen wunsch Wechselspannunganteil festlegen, welcher
um deine 20V Pendeln soll.

Dann errechnest du die Dämpfung von den 40V auf diesen Anteil.
Wenn du diesen Anteil hast kannst du dir anhand der PWM Freqeunz
einen Filter aussuchen und über die Dämpfung per Oktave/Dekade die
Grenzfreqeunz dieses Filters ausrechnen und dann den Filter 
Dimensionieren.